资源简介

(共32张PPT)
第二章 第二节
基因在染色体上
1866年，孟德尔发现了遗传的两大定律
1909年，约翰逊给“遗传因子”起了一个新名字叫做“基因”，人们意识到遗传因子（基因）是客观存在的。
基因，你究竟在细胞的哪里呢？
发现孟德尔假设的一对遗传因子（即等位基因），
其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
【历史回顾】
1891年，减数分裂过程染色体的行为也大白天下
孟德尔分离定律：
在生物的体细胞中，控制同一性状的 遗传因子 成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的 遗传因子 发生分离，分离后的 遗传因子 分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
【问题探讨】
请尝试将下面分离定律中的“遗传因子”换成“同源染色体”。
基因
基因
基因
同源染色体
同源染色体
同源染色体
你觉得这样替换有问题吗？
由此你联想到什么？
1. 内容：1903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
2N=24
精子
12条染色体
卵细胞
12条染色体
受精
作用
体细胞
24条染色体
减数
分裂
蝗虫子代体细胞中的这24条染色体，按形态结构来分，两两成对，共12对，每对染色体中一条来自父方，另一条来自母方。
一. 萨顿假说
比较项目 遗传因子（基因）的行为 染色体的行为
传递中 的性质 杂交过程中保持： ____________________________ 配子形成和受精作用：
.
体细胞中 存在形式 _________存在 _________存在
在配子中 存在形式 只有成对遗传因子中的________ 只有成对染色体中的________
体细胞 中的来源 成对的遗传因子 一个来自______一个来自______　 同源染色体
一条来自______一条来自______
形成配子 组合方式 控制不同性状的遗传因子：______________ 非同源染色体：
______________
自由组合
完整性和独立性
也具有相对稳定的形态结构
成对
成对
一个
一条
父方
母方
父方
母方
自由组合
2. 依据：
基因和染色体行为存在着明显的平行关系
看不见
染色体
基因在染色体上
推理
基因
看得见
Dd
D
d
平行关系
3.方法：
类比推理法
萨顿将看不见的基因和看得见的染色体进行类比，根据其惊人的一致性，大胆推理出了一个伟大的结论。
一. 萨顿假说
减数分裂中基因和染色体的关系
高 茎
高 茎
矮 茎
高 茎
D d
D D
d d
D d
d d
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
P
配子
F1
F1配子
高茎
矮茎
F2
d
D
d
D
D D
D
D d
d
思考：依据萨顿的理论，请在课本30页“思考讨论”图中的染色体上标出基因符号
【思考探究】
1.下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是(　　)
A.萨顿使用类比推理的方法提出基因在染色体上的假说
B.基因在染色体上呈线性排列，每条染色体上都有许多个基因
C.等位基因位于一对姐妹染色单体的相同位置上
D.摩尔根等人首次通过实验证明基因在染色体上
C
二. 基因位于染色体上的实验证据
孟德尔的遗传理论和萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。
我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！
摩尔根的这种大胆质疑，科学务实的研究精神是值得我们努力学习的。
我更相信的是实验证据，我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！
我是一个文明有风度的黑粉！
我要设置一个实验，自己探究生物的遗传与染色体到底是什么关系！
红眼果蝇
白眼果蝇
二. 基因位于染色体上的实验证据
“材料选对了就等于实验成功了一半”
1. 遗传学实验材料——果蝇的优点：
① 个体小，易饲养
② 繁殖快，后代多
③ 具有易于区分的相对性状
④ 染色体少，易观察（4对）
托马斯 · 亨特 · 摩尔根
二. 基因位于染色体上的实验证据
常染色体：与性别决定无关的染色体。(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)
性染色体：与性别决定有关的染色体。
雄果蝇：XY
雌果蝇：XX
注：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。
2. 性染色体与常染色体：
正常女性♀
正常男性♂
性染色体 1对
常染色体 22对
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
非同源区段：Ⅰ、Ⅲ
①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上
②基因只存在Y（Ⅲ区段）上
X、Y同源区段的基因是成对存在的。
同源区段：Ⅱ
基因的表示方法
X X
-
-
雌性：
X Y
-
雄性：
如果基因在常染色体上:
如果基因在性染色体上:
DD、Dd、dd
先写性染色体后写基因
XY
-
雄性：
X X
-
-
雌性：
X Y
-
雄性：
-
性染色体
XDXD
观察实验
提出问题
分析问题提出假说
演绎推理验证假说
实验验证
得出结论
与预测相符
假说正确
与预测不符
假说错误
假说—演绎法
她怎么盯着我看
可能是喜欢我
找她加微信应该没问题
3/4
1/4
P
×
白眼（雄）
红眼（雌）
F1
红眼
F2
白眼（雄）
红眼（雌、雄）
（雌、雄交配）
(1)观察实验，提出问题
F2红眼和白眼之间的数量比是3:1，遵循分离定律吗？
白眼性状的表现，为什么总是与性别相联系
摩尔根的果蝇杂交实验
2.作出假说，解释现象
（1）假说1:伴Y遗传
控制白眼的基因在Y染色体上，X染色体上无相应的等位基因。
（2）假说2:伴X遗传
控制白眼的基因在X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因。
（3）假说3:伴X和Y遗传
控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。
红 ：白 = 3 ：1
P
F1
F2
×
红眼雌果蝇
XWXW
白眼雄果蝇
XwY
比例
XWXw红眼雌
XWY
红眼雄
×
XWXW
红雌
XWXw
红雌
XWY
红雄
XwY
白雄
×
♀
P
♂
F1
F2
自由交配
♀♂
♀
♂
红 ：白 = 3 : 1
♂
红眼
白眼
红眼
2.作出假说，解释现象
（2）假说2:伴X遗传
控制白眼的基因（用w表示）
可以解释
XWXW红眼（雌）
×
XwY白眼（雄）
XW
Y
Xw
XWY红眼（雄）
XWXw红眼（雌）
×
P
F2
F1
配子
Xw
XW
Y
XW
XWXW红眼（雌）
XWXw红眼（雌）
XWY红眼（雄）
XwY白眼（雄）
♀
♂
（2）假说2:伴X遗传
2.作出假说，解释现象
（3）假说3:伴X和Y遗传
控制白眼的基因（用w表示）
×
♀
P
♂
F1
F2
自由交配
♀♂
♀
♂
红 ：白 = 3 : 1
♂
红眼
白眼
红眼
红 ：白 = 3 ：1
P
F1
F2
×
红眼雌果蝇
XWXW
白眼雄果蝇
XwYw
比例
XWXw红眼雌
XWYw
红眼雄
×
XWXW
红雌
XWXw
红雌
XWYw
红雄
XwYw
白雄
可以解释
假说2和3均能解释实验现象
假说2:伴X遗传
控制白眼的基因在X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因。
假说3:伴X和Y遗传
控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。
如何验证假说？
设计测交实验，F1与隐性纯合子杂交。
F1中的红眼雌与白眼雄测交、 F1中的红眼雄与白眼雌测交
3.演绎推理，实验验证
用野生型红眼雄与白眼雌XwXw测交
红眼雄
白眼雌
P
F1
XWY
XwXw
×
XWXw
红眼雌
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
XwY
白眼雄
红雌 ：白雄 = 1 ：1
比例
红眼雄
白眼雌
P
F1
XWYW
XwXw
×
XWXw
红眼雌
XWXw
红眼雌
XwYW红眼雄
XwYW
红眼雄
全红
比例
实验结果
红雌 ：白雄 = 124：120
控制果蝇的红眼、白眼的基因只位于X染色体上
假说3不符合
①假说2:伴X遗传
②假说3:伴X和Y遗传
4.得出结论
控制白眼的基因及其等位基因，只位于X染色体上。即证明了“基因在染色体上”。
摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因和一条特定的染色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。
从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。
果蝇X染色体上的一些基因
资料1：果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.3万多个。
资料2：人有23对染色体，携带的基因大约有2.6万个。
结论1：一条染色体上有许多个基因
结论2：基因在染色体上呈线性排列
三. 基因与染色体的关系
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
1.真核生物基因的载体有
染色体、线粒体、叶绿体
拟核、细胞质（质粒）
2.原核生物基因的载体有
基因在染色体上呈_________。
染色体是基因的__________，
________________也是基因的载体。
根据基因的存在部位，可将其分为
和 。
线性排列
主要载体
核基因
质基因
线粒体、叶绿体
荧光标记法
三. 基因与染色体的关系
3.人类基因组计划
人类基因组计划（human genome project，HGP）是一项规模宏大，跨国跨学科的科学探索工程，于1990年正式启动。
1对常染色体上相同位置上的基因是相同的或等位基因，所以只需要测定其中1条，X和Y有同源区和非同源区，非同源区上的基因不同，所以全部测定。总共测定24条染色体。
三. 基因与染色体的关系
一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因，
不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因；
A与B、C与D
同源染色体：
等位基因：
非等位基因：
Y与y
Y与R（r）
A
B
C
D
Y
y
R
r
四. 孟德尔遗传规律的现代解释
A
A
A
a
A
A
a
a
a
a
a
a
A
A
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
基因分离定律：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中独立的，随配子遗传给后代。
实质:
等位基因随同源染色体的分开而分离
减数分裂Ⅰ后期
四. 孟德尔遗传规律的现代解释
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
A
a
B
b
a
a
A
A
b
b
B
B
B
B
a
a
A
A
b
b
A
b
a
B
B
a
A
b
自由组合定律：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的，在减数分裂过程中，同源染色体上等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
实质:
非同源染色体上的非等位基因自由组合
减数分裂Ⅰ后期
四. 孟德尔遗传规律的现代解释
A
a
B
b
2对等位基因位于2对同源染色体上
A
a
B
b
2对等位基因位于1对同源染色体上
两对等位基因独立遗传
满足基因的自由组合定律
两对等位基因不独立遗传
不满足基因的自由组合定律
四. 孟德尔遗传规律的现代解释
所有的非等位基因都能自由组合吗？
【问题探讨】
不能，它们是同源染色体上的非等位基因，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
d
B
B
a
A
D
等位基因
等位基因
非同源
染色体
非等位基因
相
同
基
因
同源
染色体
同源
染色体
思考：B与D、d能自由组合吗？

展开更多......

收起↑